LED光源是目前市场上的主流光源，具有非常广泛的应用。本文简单介绍了LED光源的应用及发展趋势。

LED发展现状

当前全球能源短缺的忧虑再度升高的背景下,节约能源是我们未来面临的重要的问题,在照明领域,LED发光产品的应用正吸引着世人的目光,LED作为一种新型的绿色光源产品,必然是未来发展的趋势,二十一世纪将进入以LED为代表的新型照明光源时代。

中国LED产业起步于20世纪70年代。经过30多年的发展,中国LED产业已初步形成了包括LED外延片的生产、LED芯片的制备、LED芯片的封装以及LED产品应用在内的较为完整的产业链。在“国家半导体照明工程”的推动下,形成了上海、大连、南昌、厦门、深圳、扬州和石家庄七个国家半导体照明工程产业化基地。长三角、珠三角、闽三角以及北方地区则成为中国LED产业发展的聚集地。

目前,中国半导体照明产业发展向好,外延芯片企业的发展尤其迅速、封装企业规模继续保持较快增长、照明应用取得较大进展。中国已成为LED全彩显示屏、太阳能LED、景观照明等应用产品世界最大的生产和出口国,新兴的半导体照明产业正在形成。

2008年北京奥运会对LED照明的集中展示让人们对LED有了全新的认识,有力推动了中国半导体照明产业的发展。举世瞩目的2010年上海世博会场馆与配套设施的建设中,多了不少LED的应用。其中,世博园的照明、景观照明与世博的部分场馆的照明都是由LED实现的,在整个世博园区,60%至70%的灯采用LED照明。有关科技部门对世博园区夜景观做了科学定位,根据不同区域制定不同的LED照明方案, 十分人性化。为了在低碳时代营造喜庆气氛的“中国红”,本届世博会在照明设备的节能效果上可谓煞费苦心,要求甚严。由于中国政府在照明节能领域不断加大引导力度,本届世博会全面废弃了旧式灯泡,主要采用中标品牌的节能灯与LED产品,在保证亮度的基础上节能90%左右,极大程度地减少了能耗以及二氧化碳排量。上海“光影世博”不仅是节能照明工程的经典案例,也反映出中国特色的“低碳思路”。

LED节能灯的发光原理

节能灯的两极是普通的钨丝,钨丝通电发热后,就能发射出电子,在灯管两侧加上比较高的电压,形成电场,这些电子就会在灯管里被加速,形成有一定速度和能量的电子流,灯管是被抽成真空的,里面充有汞, 在灯管通电发热的情况下,这些水银从液态蒸发就变成了气态,形成游离状态的汞原子。电子流中的电子以一定速度打在汞原子上,使汞原子受到激发,变成激发状态的电离子,称为发生了阶跃,激发状态的汞过了很短的时间就自发地回落到原来的状态,同时释放出紫外线光,紫外线光不能用来照明,灯管的内壁有一些荧光物质,在紫外线光的轰击下,荧光物质受到激发以后,就能发出比较自然的光线, 可用于照明。市面上较常见的节能灯管有一般的普通灯管及渐为主流的三基色灯管,和白炽灯泡相比都有省电的优点。所不同的是普通灯管的显色性偏低,而三基色的灯管则呈现出自然的阳光色,并且在显色性及光效率上都更胜过一般的普通灯管。

 LED在照明工程中的应用方向

1建筑物外观照明

LED光源小而薄,线性投射灯具的研发成为LED投射灯具的一大亮点,许多建筑物根本无处放置传统的投光灯,LED光源安装便捷,与建筑物表面更好地结合,为照明设计师带来了新的照明语汇,拓展了创作空间。并将对现代建筑和历史建筑的照明手法产生影响。

2景观照明

由于LED不像传统灯具光源多是玻璃泡壳,它可以与城市街道家具很好的有机结合。可以在城市的休闲空间如路径、楼梯、甲板、滨水地带、园艺进行照明。对于花卉或低矮的灌木,可以使用LED作为光源进行照明。LED隐藏式的投光灯具倍受青睐。固定端可以设计为插拔式,依据植物生长的高度,方便进行调节。

3标识与指示性照明

需要进行空间限定和引导的场所,如道路路面的分隔显示、楼梯踏步的局部照明、紧急出口的指示照明,可以使用表面亮度适当的LED自发光埋地灯或嵌在垂直墙面的灯具,如影剧院观众厅内的地面引导灯或座椅侧面的指示灯,以及购物中心内楼层的引导灯等。另外,LED与霓虹灯相比,由于是低压,没有易碎的玻璃,不会因为制作中弯曲而增加费用,值得在标识设计中推广使用。

4室内空间展示照明

就照明品质来说,由于LED光源没有热量、紫外与红外辐射,对展品或商品不会产生损害,与传统光源比较,灯具不需要附加滤光装置,照明系统简单,费用低廉,易于安装。其精确的布光,可作为博物馆光纤照明的替代品。商业照明大都会使用彩色的LED,室内装饰性的白光LED结合室内装修为室内提供辅助性照明,暗藏光带可以使用LED,对于低矮的空间特别有利。

5娱乐场所及舞台照明

由于LED的动态、数字化控制色彩、亮度和调光,活泼的饱和色可以创造静态和动态的照明效果。从白光到全光谱中的任意颜色,LED的使用在这类空间的照明中开启了新的思路。另外,LED克服了金卤灯使用一段时间后颜色偏移的现象。LED光源没有热辐射,可以使空间变得更加舒适。目前LED彩色装饰墙面在餐饮建筑中的应用已蔚然成风。

6视频屏幕

全彩色LED显示屏是当今世界上最为引人注目的户外大型显示装置,采用先进的数字化视频处理技术,有无可比拟的超大面积与超高亮度。根据不同的户内外环境,采用各种规格的发光像素,实现不同的亮度、色彩、分辨率,以满足各种用途。它可以动态显示图文动画信息,利用多媒体技术,可播放各类多媒体文件。世界上目前最有影响的LED显示屏,当属美国曼哈顿时代广场纽约证券交易所,总计使用了18,677,760只LED,面积为10,736平方英尺。屏幕可以划分成多个画面,而同时显示,将华尔街股市的行情一目了然呈现在公众面前。另外崛起在上海浦东陆家嘴金融中心的震旦国际总部,整个朝向浦西的建筑立面镶上了长100m的超大型LED屏,总计面积达到3600平方米,堪称世界第一。

7与工业设计相结合

LED是近年来欧洲产品设计师的宠儿,他们将LED作为产品设计元素的一部分,驰骋于想象的空间,将光、玻璃或其它材料结合在一起,成为美轮美奂的艺术品。

ED光源的优点

1 节能。白光LED的能耗仅为白炽灯的1/10,节能灯的1/4。

2 长寿。寿命可达10万小时以上,对普通家庭照明可谓一劳永逸。

3 可以工作在高速状态。节能灯如果频繁的启动或关断灯丝就会发黑很快的坏掉。

4 可固态封装。由于是冷光源类,所以它很方便运输和安装,可以被装置在任何微型和封闭的设备中,不怕振动,基本不用考虑散热。

5 环保。LED灯的组装部件可以非常容易的拆装,没有汞等有害物质,不用厂家直接回收。